Biokémia Biológia 10

Biokémia

Biológia 10. Készítette: Dudás Roland Lektorálta: Nagy-Kálóziné Paska Andrea

Kiskunhalas, 2014. december 31.

2

Balesetvédelem Minden munkahelyen, így a természettudományos kísérletek végzésekor is be kell tartani azokat a szabályokat, amelyek garantálják a biztonságos munkavégzést a gimnáziumunkban. Az előírásokat komolyan kell venni, és aláírással igazolni, hogy tűz és balesetvédelmi oktatáson részt vettél. Általános szabályok − A tanulók a laboratóriumi gyakorlat megkezdése előtt a folyosón várakoznak, s csak tanári kísérettel léphetnek be a laboratóriumba. − A laboratóriumba csak az ott szükséges füzetet, könyvet, íróeszközt viheted be. Táskát, kabátot csak külön engedély alapján szabad bevinni. − A laboratóriumban étel nem tárolható; ott enni, inni tilos! − A laboratóriumban az iskolától kapott köpenyt kell viselni, a hosszú hajat hajgumival össze kell kötni! − A munkahelyedet a feladat végzése közben tartsd rendben és tisztán! − A munkavédelmi, tűzrendészeti előírásokat pontosan tartsd be! − A laboratóriumot csak a kijelölt szünetben hagyhatod el. Más időpontban a távozáshoz a tanártól engedélyt kell kérni. − A laboratóriumban csak a kijelölt munkával foglalkozhatsz. A gyakorlati munkát csak az elméleti anyag elsajátítása után kezdheted meg. − Az anyag-és eszközkiadást, a füzetvezetést az órát tartó tanár szabályozza. − A laboratórium vezetőjének, munkatársainak, tanárod utasításait maradéktalanul be kell tartanod! Néhány fontos munkaszabály – Törött vagy repedt üvegedényt ne használj! – Folyadékot tartalmazó kémcső a folyadékfelszíntől lefelé haladva melegítendő. Nyílását ne tartsd magad vagy társad felé! – A vegyszeres üvegek dugóit ne cserélgesd össze! Szilárd vegyszert tiszta vegyszeres kanállal vedd ki, a kanalat használat után töröl el! Megmaradt vegyszert a vegyszeres edénybe viszszaönteni nem szabad! – A laboratóriumi lefolyóba ne dobj olyan anyagot (pl. szűrőpapírt, gyufaszálat, parafadugót, üvegcserepet stb.), amely dugulást okozhat! – Az eszközöket csak rendeltetésszerűen, tanári engedéllyel szabad használni! – Az eszközöket, berendezéseket csak rendeltetésszerűen és csak az adott paraméterekre beállítva használhatod! – Vegyszerekhez kézzel nyúlni szigorúan tilos! – Soha ne szagolj meg közvetlenül vegyszereket, ne kóstolj meg anyagokat kémia órán! – Ha bőrödre sav vagy lúg kerül, először mindig töröld szárazra, majd bő vízzel öblítsd le! – A legkisebb balesetet vagy az eszközök meghibásodását azonnal jelentsd a szaktanárnak! – Munka közben mind a saját, mind társaid testi épségére vigyáznod kell! – Tanóra végén rakj rendet az asztalodon tanárod és a laboráns irányításával!

Biológia 10.

–3–

Biokémia

1. óra Ozmózis, plazmolízis

Emlékeztető Diffúzió: olyan (külső hatás nélkül bekövetkező) anyagáramlás, melynek következtében egy anyaghalmazban a kezdetben meglévő koncentrációkülönbségek kiegyenlítődnek. Ozmózis: Az oldószer diffúziója a féligáteresztő hártyán keresztül a kisebb koncentrációjú hely felöl a nagyobb felé. Plazmolízis: növényi sejteket hipertóniás oldatba helyezve a sejtből víz áramlik ki, ami miatt a sejt citoplazmája zsugorodik, és a sejthártya elválik a sejtfaltól. (Csak élő sejt képes plazmolízisre).

Eszköz és anyaglista Lilahagyma hagymája, csipesz, tárgylemez, fedőlemez, cseppentő, 10%-os KCl, desztillált víz, óraüvegek, mikroszkóp

Munkavédelem A mérés során különös munkavédelmi előírások nincsenek. A kísérlet elvégzése előtt figyelmesen el kell olvasni a leírást! Az eszközöket és a vegyszereket csak a leírt módon és megfelelő körültekintéssel szabad használni!

KCl

A kísérlet leírása, jelenség, tapasztalat Lila színű vöröshagyma alleveléből csipesszel készítsünk nyúzatokat. Az egyik nyúzatot desztillált vízzel lecseppentve vizsgáljuk meg fénymikroszkóp alatt. A másikat tegyük óraüvegre és cseppentsünk rá 10 %-os KCl-oldatot. Várjunk 5 percet, majd vizsgájuk meg mikroszkóp alatt. Ezt követően ez utóbbi nyúzatot desztillált vízzel cseppentsük le. Várjunk pár percet és vizsgáljuk meg ismét mikroszkóp alatt. Számítsd ki a mikroszkóp nagyítását!

Szilády Áron Református Gimnázium, Kiskunhalas

Biológia 10.

–4–

Biokémia

Rajzold le a KCl-oldattal kezelt és a kezeletlen nyúzatot!

kezeletlen

10% KCl

10% KCl + deszt. víz

Magyarázd el a KCl-oldatban végbement folyamatot! Milyen folyamat speciális esete zajlódott le?

Mi tapasztalható a desztillált vizes kezelés után? Mi ennek a magyarázata?

Érdekességek, kiegészítések, gondolkodtató kérdések A plazmolizált sejt sejtfala kis mértékben, vagy egyáltalán nem zsugorodik. A protoplaszt híg plazma esetében konvex felülettel válik el a sejtfaltól, míg az erősen viszkózus, sűrű plazmájú protoplaszt helyenként a falhoz tapadva konkáv felületekkel plazmolizál. A kétféle plazmolízis típust a sejt kora mellett a plazmolizáló közeg határozza meg. Az ozmózis egy másik speciális esete a hemolízis. A vörösvérsejtek hipozmotikus környezetben (a környezet oldott anyag koncentrációja alacsonyabb, mint a sejt oldott anyag koncentrációja) vizet vesznek fel, megduzzadnak és egy idő után szétrepednek


Biológia 10.

–5–

Biokémia

1. ábra: Konkáv és konvex plazmolízis forrás: http://www.plantarium.hu/tag/konkav-plazmolizis/ Az ozmózis folyamata egy dinamikus egyensúlyi állapot elérése után megáll, hiszen a folyamat során a közeg a vízleadás miatt hígul, míg a protoplasztban a vízvesztés miatt nő a sejt ozmotikus értéke. Amikor a két érték azonos lesz akkor a víz ki és beáramlásának sebessége kiegyenlítődik, beáll az egyensúlyi állapot. Ozmózis következik be akkor is, ha valaki sós vizet (például tengervizet) iszik. A sejt környezete a megnövekedett koncentráció miatt vizet von el a sejtektől, így azok kiszáradnak. Ezért nem alkalmas a tengervíz a szomjúság csillapítására. 1. Mi történik, ha egy pohár vízbe egy kanál cukrot teszünk? Mi a jelenség magyarázata? 2. Mi történik, ha egy szőlőszemet vízbe teszünk? Mi a jelenség magyarázata?

3. Miért repednek meg az érett gyümölcsök eső után?

Házi feladat 1. Mi adja a hagyma jellegzetes csípős ízét és illatát? Mire használják? Felhasznált irodalom http://hu.wikipedia.org/wiki/V%C3%B6r%C3%B6shagyma http://www.plantarium.hu/ http://ttktamop.elte.hu/onlinetananyagok/mikroszkopi_segedanyag_a_novenyszervezettan_es_sejttan_targyakh oz/ch02.html http://www.mandics.hu/erettseg-bio/06C_plazmolizis.htm


Biológia 10.

–6–

Biokémia

2. óra Kísérletek szénhidrátokkal

Emlékeztető Szénből (C), oxigénből (O), és hidrogénből (H) felépülő oxovegyületek (C=O kötést tartalmazó vegyületek). Az oxocsoport lehet láncvégi, ekkor aldehidekről, és lehet láncközi, ekkor pedig ketózokról beszélünk. Az aldehidek (aldózok) könnyen vesznek fel oxigént, tehát redukáló tulajdonsággal rendelkeznek. A szénhidrátok a legnagyobb mennyiségben előforduló vegyületek, a növényekben fotoszintézis során keletkeznek. Csoportosításuk szerint megkülönböztetünk egyszerű cukrokat (monoszacharidok) és összetett szacharidokat (oligo- és poliszacharidok).

Eszköz és anyaglista Keményítő kimutatása: keményítőoldat, burgonya gumó, kés, kémcső, cseppentő, borszeszégő, kémcsőfogó, KI -os jódoldat (Lugol oldat) Fehling reakció: Fehling I. oldat, Fehling II. oldat, glükóz, alma, répa, tej, reszelő, borszeszégő, négy kémcső , krumplinyomó

Munkavédelem A melegítés során figyeljünk arra, hogy a kémcső száját semleges terület felé fordítsuk. A kémcsövet mindig a kémcsőfogó segítségével tartsuk a lángba. Égési sérülés esetén, a sérült bőrfelületet lehetőleg hideg folyóvíz alá helyezzük. Az elemi jód mérgező, gőzeit nem szabad belélegezni!

Lugol oldat, Fehling I. oldat

Fehling II. oldat

A kísérlet leírása, jelenség, tapasztalat 1. Keményítő kimutatása Öntsünk 1 ml keményítő oldatot egy kémcsőbe. Adjuk hozzá pár csepp Lugol oldatot. Vágjunk ketté egy burgonyát és cseppentsünk rá pár csepp jódoldatot. Figyeljük meg milyen változást tapasztalunk. A kémcsőben lévő oldatot ezután melegítsuk meg. Szilády Áron Református Gimnázium, Kiskunhalas

Biológia 10.

–7–

Biokémia

1. ábra: Keményítő kimutatása burgonyán(saját kép) Figyeljük meg milyen változás tapasztalható a kémcsőben és a burgonya felszínén?

Mivel magyarázható ez a jelenség?

Mi tapasztalható melegítés hatására?

Mi okozza a színváltozást?

Hűtsük le a keményítőoldatot! Mi tapasztalható? Mi a magyarázat?

Mi a keményítő élettani szerepe?

1. Fehling reakció Tegyünk a kémcsövekbe 2 ml Fehling I. oldatot (ami tulajdonképpen réz-szulfát), majd öntsünk mindegyik kémcsőhöz Fehling II. oldatot, amíg mélykék színű tiszta oldat nem jelenik meg. Ezután adjunk kémcsövekbe 2 ml szőlőcukoroldatot, almalevet, répalevet és tejet. (Az almát és a répát mi magunk reszeljük le, majd krumplinyomó segítségével csomjuk ki a levét.) Ezután melegítsük a kémcsöveket és figyeljük meg a változásokat.


Biológia 10.

–8–

Biokémia

2. ábra: Fehling-reakció (saját kép) Milyen színváltozás tapasztalható a Fehling I és II oldat hozzáadása után?

Milyen színváltozás tapasztalható a melegítés hatására? Mi a jelenség magyarázata?

Milyen funkciós csoport jelenlétét bizonyítja ez?

Minden szénhidrát mutatja ezt a reakciót?

Rajzold fel a reakció egyenletét!

Érdekességek, kiegészítések, gondolkodtató kérdések A mai ember szénhidrátfogyasztása a fejlett országokban sokszor meghaladja az egészséges mértéket. A túl sok szénhidrátbevitel elhízáshoz vezethet, a megnövekedett testsúly pedig kockázati tényezőt jelent, a szív és érrendszeri betegségek, valamit a cukorbetegség kialaku-


Biológia 10.

–9–

Biokémia

lásnak tekintetében. A cukorbetegség során a vér cukortartalma a normálisnál magasabb, a sejtek nem képesek a cukrot felvenni. Ezt okozhatja inzulinhiány, vagy a sejtek inzulin érzéketlensége. A tejcukor (laktóz) szintén okozhat problémákat, ez a tejcukor érzékenység. Ennek során a szervezet nem tudja lebontani a laktózt (a laktáz nevű enzim hiánya miatt). Ma már kaphatóak laktózmentes élelmiszerek. A legnagyobb mennyiségben előforduló szénhidrát a cellulóz. A növények vázanyaga, építőegységei a glükózmolekulák. A cellulóz ellenálló molekula, vízben oldhatatlan. 1. Miért záródnak gyűrűvé a monoszacharidok? 2. Hogyan képesek az állatok a cellulózt lebontani?

Házi feladat 1. Nézz utána, hogy manapság hány gramm a fejlett országokban a napi szénhidrátbevitel egy főre számítva!

Felhasznált irodalom Fazekas György, Szerényi Gábor: Biológia (Scolar Kiadó, Budapest, 2003)


Biológia 10.

– 10 –

Biokémia

3. óra Kísérletek lipidekkel

Emlékeztető A lipidek különböző kémiai összetételű és eltérő szerkezettel rendelkező anyagok, amelyek közös tulajdonsága, hogy apoláris oldószerekben jól oldódnak. Vízben gyakorlatilag oldhatatlanok, ezért hidrofób vegyületeknek is nevezik őket. Fő alkotóelemeik a szén (C), a hidrogén (H), és az oxigén (O). A lipidek közé tartoznak a mindennapokban használatos zsírok és olajok. Köztük a fő különbség az őket felépítő zsírsavláncokban lévő szén-szén kötésekben rejlik. A szilárd halmazállapotú zsírokban főként telített zsírsavak találhatóak, míg a folyékony halmazállapotú olajokban telítetlen zsírsavak is előfordulnak. A zsírok lebontásához szükség van a máj által termelt epére, amely a zsírok emulgeálást végzi. A nagy zsírcseppeket apróbb cseppekké oszlatja, így a zsírbontó enzimek könnyebben hozzáférnek.

Eszköz és anyaglista Lipidek oldékonyságának vizsgálata: négy kémcső, étolaj, víz, etanol, aceton, éter, kémcsőfogó, borszeszégő, mosogatószer Telítetlen zsírsavak kimutatása: kettő kémcső, étolaj, zsír, kálium-permanganát, üvegbot

Munkavédelem A melegítés során figyeljünk arra, hogy a kémcső száját semleges terület felé fordítsuk. A kémcsövet mindig a kémcsőfogó segítségével tartsuk a lángba. Égési sérülés esetén, a sérült bőrfelületet lehetőleg hideg folyóvíz alá helyezzük.

aceton, éter, káliumpermanganát

aceton, etanol, éter

káliumpermanganát

káliumpermanganát

A kísérlet leírása, jelenség, tapasztalat 1.

Lipidek oldékonyságának vizsgálata

Vegyél négy kémcsövet. Az elsőbe 2 ml vizet, a másodikba 2 ml etanolt, a harmadikba 2 ml acetont, a negyedekbe pedig 2 ml étert töltsél. Ezután mindegyik kémcsőbe tegyél 1 ml olajat, Szilády Áron Református Gimnázium, Kiskunhalas

Biológia 10.

– 11 –

Biokémia

majd kicsit rázd össze a kémcsöveket és figyeld meg, hogy mit tapasztalsz. A vizet és olajat tartalmazó kémcsövet ezután melegítsd, majd ehhez a kémcsőhöz adj mosogatószert.

1. ábra: víz és olaj fázisai (saját kép) Jegyezd le mit tapasztalsz az egyes kémcsövekben! Mi ennek a magyarázata?

Mi történik melegítés hatására?

Mi történik, amikor a vizet és olajat tartalmazó rendszerhez mosogatószert öntünk?

Milyen állati eredetű anyagot szemléltet a mosogatószer?

Milyen kémiai természetű anyag az epe?

Hol termelődik az epe és hol fejti ki hatását az emberi szervezetben?

2. Telítetlen zsírsavak kimutatása Szilády Áron Református Gimnázium, Kiskunhalas

Biológia 10.

– 12 –

Biokémia

Az első kémcsőbe tegyél 1 ml étolajat, a másodikba pedig az üvegbot segítségével sertészsírt. Mindkettőhöz adj 2-3 ml kálium-permanganátot és figyeld meg a változásokat. Milyen változás tapasztalható az olajat és a zsírt tartalmazó kémcső között?

Mi a jelenség magyarázata?

Érdekességek, kiegészítések, gondolkodtató kérdések A lipidek közé a zsírokon és az olajokon kívül egyéb más anyagok is tartoznak. Ilyenek például a viaszok, amelyek a növények levelein, termésein gyakran megtalálhatóak. A szteroidok egy másik csoportját képezik a lipideknek, közös jellemzőjük a szteránváz. Szteroidok bennünk, emberekben is megtalálhatóak, sok hormonunk szteránvázas felépítésű. Az egyik legismertebb szteránvázas lipid a koleszterin, mely a szervezet számára nélkülözhetetlen, a sejthártya (a sejtet kívülről borító hártya) fontos alkotója, hormonok kiindulási anyaga. A koleszterinnek két fajtája található meg bennünk, az egyik a HDL, vagy „jó” koleszterin, a másik pedig az LDL, vagy „rossz” koleszterin. Az utóbbi felszaporodása szív- és érrendszeri megbetegedésekhez vezethet. 1. Milyen szerepe lehet a viasznak a növények életében? Mely növényi szerveket boríthatja viasz? 2. Milyen szerepei lehetnek a zsíroknak az emberi szervezetben? 3. Hogyan előzhető meg a koleszterin túlzott felszaporodása a szervezetben?

Házi feladat 1. Nézz utána, hogy milyen értékek között mozoghat egy egészséges ember koleszterinszintje! 2. Nézz utána, hogyan készítik a margarint! Felhasznált irodalom Fazekas György, Szerényi Gábor: Biológia (Scolar Kiadó, Budapest, 2003)


Biológia 10.

– 13 –

Biokémia

4. óra Kísérletek fehérjékkel

Emlékeztető A fehérjék alapvető jelentőségűek. Minden sejtben megtalálhatóak, részt vesznek azok felépítésében, szabályozzák a különböző életfolyamatokat. Görög eredetű nevük, a protein is erre utal, ami „elsőt” jelent. Szénből (C), oxigénből (O), hidrogénből (H), nitrogénből (N) állnak, de előfordulhat bennük kén (S) is. A fehérjék makromolekulák, tehát építőegységekre (monomorekre) bonhatóak. Ezek az építőegységek az aminosavak, melyek karboxil- és aminonocsoportot tartalmaznak. Ezen monomerek úgynevezett peptidkötéssel kapcsolódnak egymáshoz. Az elővilágban húsz féle aminosav vesz részt a fehérjék felépítésében A fehérjék a bonyolult szerkezetük miatt érzékenyek a környezeti hatásokra (hő, sav) és könynyen kicsapódhatnak. Ekkor megszűnik biológiai aktivitásuk, esetleg megváltozik a térszerkezetük is. A fehérjék kicsapódása lehet reverzibilis (visszafordítható) és irreverzibilis (viszszafordíthatatlan).

Eszköz és anyaglista Kicsapás: hat kémcső, tojásfehérje oldat, konyhasó, ammónium-szulfát, tömény etanol, rézszulfát, triklór ecetsav, borszeszégő, desztillált víz, kémcsőfogó Biuret-próba: kettő kémcső, tojásfehérje oldat, tej, 20%-os nátrium-hidroxid, 1%-os rézszulfát, kémcsőfogó

Munkavédelem A melegítés során figyeljünk arra, hogy a kémcső száját semleges terület felé fordítsuk. A kémcsövet mindig a kémcsőfogó segítségével tartsuk a lángba. Égési sérülés esetén, a sérült bőrfelületet lehetőleg hideg folyóvíz alá helyezzük.

ammónium-szulfát, rézszulfát, triklórecetsav

etanol

réz-szulfát, triklórecetsav, nátrium-hidroxid

A kísérlet leírása, jelenség, tapasztalat


Biológia 10.

– 14 –

Biokémia

1. Fehérjék kicsapása a. A fehérjék reverzibilis kicsapásánál töltsünk 2 ml tojásfehérje oldaltot a három kémcsőbe. Eután az első kémcsőhőz adjunk egy-két kanálnyi konyhasót, a másodikhoz 2 ml ammónium-szulfátot, a harmadikhoz pedig 2-3 ml tömény etanolt.

Mit tapasztalunk?

A kémcsöveket öntsük fel desztillált vízzel, majd óra végén figyeljük meg a változást. A desztillált víz hozzáadása után tapasztalható-e változás? Mi ennek az oka?

b. Az irrvezibilis kicsapásnál töltsünk a három kémcsőbe 2 ml tojásfehérje oldaltot. Ezután az első kémcsőhöz adjunk egy-két kanyálnyi kristályos réz-szulfátot, a másodikhoz 2 ml triklór ecetsavat, a harmadikat pedig melegítsük. Mit tapasztalunk?

A változások megfigyelése után adjunk mindegyikhez 2-3 ml desztillált vizet és óra végén nézzük meg tapasztalható e változás. A desztillált víz hozzáadása után tapasztalható-e változás? Mi ennek az oka?

1. ábra: Fehérje kicsapása (saját kép)


Biológia 10.

– 15 –

Biokémia

2. Biuret-próba A Biuret-próba esetén töltsünk az egyik kémcsőbe 2 ml tojásfehérje oldatot, a másikhoz tejet. Ezután adjunk hozzájuk 2 ml nátrium-hidroxidot,a kémcsöveket rázzuk össze, majd cseppenként réz-szulfátot (minden csepp után rázzuk meg a kémcsöveket). Figyeljük meg a változásokat.

3. ábra: Biuret-próba (saját kép) Milyen szín jelent meg a Biuret-reakció során?

Magyarázd meg a jelenségeket!

Rajzolj fel egy peptidkötést!

Érdekességek, kiegészítések, gondolkodtató kérdések A fehérjék kicsapódása megtörténhet magasabb hőmérséklet hatására is. Fertőzések következtében az emberi szervezet megemelkedett testhővel próbál védekezni a kórokozók ellen. Ez a láz. Egy bizonyos hőmérsékletet elérve a test saját fehérjéi is károsodhatnak, ezért a magas láz megakadályozása életmentő is lehet.


Biológia 10.

– 16 –

Biokémia

Az emberi szervezet fehérjeigénye változó. Ez függ a nemtől, életkortól, életviteltől. Egy felnőtt férfinak naponta körülbelül 56 gramm, míg egy felnőtt nőnek 46 gramm fehérjét kell bevinnie naponta. A túlzott fehérjefogyasztás azonban károsíthatja a vesét, tartósan magas bevitele növeli a köszvény kockázatát (köszvény esetén megnövekszik a vér húgysav tartalma és húgysavas sók rakódnak le, ami fájdalmas izületi gyulladást okoz). A fehérjéket felépítő aminosavak között vannak esszenciálisak, ami azt jelenti, hogy a szervezet nem képes az előállításukra, így azt csak különböző táplálékokkal tudjuk a szervezetbe juttatni. A húsz aminosav közül kilenc esszenciális az ember számára. Érdekes, hogy minden állatfaj számára, más-más aminosavak esszenciálisak. 1.

Milyen egyéb funkciókat láthatnak el a fehérjék a szervezetben?

2.

A sportolók, különösen a testépítők, miért fogyasztanak sok fehérjét?

Házi feladat 1.

Nézz utána, hogy a sejtek szárazanyag -tartalmának, hány %-át képezik

a fehérjék? 2.

Gyűjtsd össze az esszenciális aminosavakat!

Felhasznált irodalom Fazekas György, Szerényi Gábor: Biológia (Scolar Kiadó, Budapest, 2003) http://www.hazipatika.com/betegsegek_a_z/koszveny/36


Biokémia Biológia 10

Recommend Documents